MANUAL DE PRÁCTICAS DE AUTOCAD CIVIL 3D 2016 con procedimientos válidos para versiones posteriores. Incluye prácticas con Global Mapper para trabajo con Modelos Digitales de Elevación y Cuencas Hidrográficas

ALEJANDRO SÁNCHEZ AFONSO Ingeniero Técnico de Obras Públicas

© MANUAL DE PRÁCTICAS DE AUTOCAD CIVIL 3D 2016 © Alejandro Sánchez Afonso

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Este manual de prácticas no hubiera sido posible Sin el apoyo constante de mi familia. Les dedico este trabajo a mi madre, a mi mujer Y a nuestra hija Maia que, aún sin saberlo, Nos ha llenado de ilusión…

INDICE

Introducción ...................................................................................................................... 1 Cómo utilizar este manual ............................................................................................... 2 A quién va dirigido este manual ..................................................................................... 3 Requisitos del sistema ..................................................................................................... 3 Obtención de una licencia educativa gratuita de AutoCAD Civil 3D ........................... 6 Conociendo la interfaz de AutoCAD Civil 3D 2016 ....................................................... 7 Cinta de opciones ..................................................................................................................... 8 Espacio de Herramientas / Toolspace de Civil 3D ................................................................... 10

Plantilla por defecto en este manual de prácticas ...................................................... 11 1

Importación de un fichero de datos Lidar y modelado de la superficie ............ 13 Inserción de los datos Lidar .................................................................................................... 13 Modelado de la superficie desde la nube de puntos ............................................................... 18 Inserción de ortofotos georreferenciadas ................................................................................ 23 Pérdida de ortofotos - o cualquier referencia externa - ........................................................... 26

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Edición de la superficie, Análisis, Modificación de estilos y Etiquetado .......... 29 Alternar entre distintos estilos de visualización de superficies ................................................ 29 Análisis de superficies. Hipsometría y configuración de parámetros ...................................... 33 Modificación y edición de estilos ............................................................................................. 37 Etiquetado de curvas de nivel – etiquetado simple ................................................................. 42 Etiquetado de curvas de nivel – etiquetado múltiple ............................................................... 47

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Alineaciones en planta: Creación, edición de vértices y etiquetado ................. 51 Introducción de la geometría en planta, acotado y edición de vértices – VIAL A .................... 51 Introducción de alineación a partir de polilínea– VIAL B ......................................................... 59 Cambio de etiquetas ............................................................................................................... 63

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Obtención de un perfil longitudinal a partir de una alineación .......................... 65 Creación de un perfil longitudinal simple................................................................................. 65 Creación de un perfil longitudinal compuesto ......................................................................... 72 Edición y ajuste de parámetros de la rasante ......................................................................... 77 Presentación de rasante con guitarra completa de datos ....................................................... 79

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Aplicación de ensamblaje y creación de obra lineal ........................................... 84 Inserción y edición de un ensamblaje ..................................................................................... 84 Creación de una obra lineal .................................................................................................... 89

6

Modelo dinámico y visualización de secciones en una obra lineal ................... 95 Comportamiento dinámico de una obra lineal ......................................................................... 95 Visualización de secciones de una obra lineal. El editor de secciones ................................. 100

7

Secciones, grupos de líneas de muestreo y vistas de sección ....................... 104 Introducción de las líneas de muestreo ................................................................................ 104 Creación de vistas en sección .............................................................................................. 110

8

Movimiento de tierras asociado a una obra lineal ............................................. 115 Creación de la superficie a partir de la obra lineal ................................................................ 115 Cálculo de volúmenes de movimiento de tierras ................................................................... 120 Informe de movimiento de tierras .......................................................................................... 124

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Creación de explanaciones .................................................................................. 127 Obtención de líneas características en AutoCAD Civil 3D .................................................... 127 Obtención de la explanación para el grupo de parcelas ....................................................... 132 Creación de la superficie de explanación y modelización completa del vaso ....................... 137 Cálculo de movimiento de tierras .......................................................................................... 145 Volumen total de movimiento de tierras mediante tabla ........................................................ 149

10 Cuencas hidrográficas: Global Mapper y AutoCAD Civil 3D .............................. 153 Obtención de la superficie a partir de curvas de nivel ........................................................... 154 Global Mapper: Introducción de datos de Modelos Digitales de Elevación MDE .................. 161 Global Mapper: Cuencas hidrográficas y redes de drenaje en la zona de estudio ............... 165 Global Mapper: Exportación a formato .dwg de AutoCAD e integración con superficie obtenida previamente .......................................................................................................................... 169

APÉNDICE A – Enlace a video-tutoriales online ....................................................... 172 APÉNDICE B – Descarga de archivos ........................................................................ 173 Notas al final ................................................................................................................. 175

Introducción

El mundo de la arquitectura e ingeniería civil ha experimentado importantes cambios en lo que a la productividad en herramientas de diseño se refiere. El empleo de escuadra y cartabón para el desarrollo de planos pasó a la historia hace muchos años, introduciéndose los entornos CAD, imponiéndose últimamente las tecnologías BIM (siglas de Building Information Modeling) que, si bien nacieron en software de edificación, dicha tecnología se aplica también a ingeniería civil o topografía, y ha pasado a tener más un significado de interoperatividad entre elementos de un proyecto que el original vinculado a edificación. Autodesk® ha sido una empresa pionera en todo lo concerniente a este tipo de tecnologías. Desde la creación de AutoCAD® y sus distintas versiones, hasta el diseño de soluciones específicas para arquitectura e ingeniería civil e industrial, siempre ha estado a la vanguardia en el desarrollo de software específico en las áreas citadas. Autodesk® AutoCAD® Civil 3D® es una solución de diseño y documentación para ingeniería civil que admite flujos de trabajo BIM, ayudando a profesionales de las infraestructuras a conocer mejor el rendimiento de los proyectos, mantener datos y procesos más coherentes y reaccionar con mayor rapidez ante los cambios.

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Cómo utilizar este manual

El presente manual de prácticas se ha realizado pensando en aquel usuario que quiere introducirse de una forma práctica, directa y efectiva, con ejemplos y datos reales, en el uso de las herramientas propias de AutoCAD Civil 3D. Mediante la realización de prácticas explicadas paso-a-paso a lo largo de distintos capítulos, desarrollaremos muchas de las tareas que se ejecutan de forma cotidiana en el ejercicio profesional de ingeniería civil. Dichas tareas están enfocadas a labores de modelado topográfico del terreno, diseño de obra lineal -con todas las operaciones que ello implica-, movimiento de tierras, delimitación de cuencas hidrográficas, etc. Concretamente, para la práctica de cuencas hidrográficas nos apoyaremos en el Global Mapper, un software de gran potencia para el tratamiento de información geográfica. Para la realización de las prácticas presentes en este manual, se han alojado en servidores destinados al efecto los archivos que el usuario del manual podrá descargar a 2

su ordenador personal, ya se trate de los archivos propios de AutoCAD Civil 3D, cartografías,

ortofotos

georreferenciadas,

datos

Lidar,

etc.

Se

recomienda

encarecidamente leer el punto 1.4 sobre Pérdida de ortofotos –o cualquier referencia externa-. Dicho punto es fundamental a la hora de reencontrar ortofotos de haber cambios en los directorios, lo cual puede suceder al descargar los archivos de prácticas. Se han puesto a disposición del lector, tanto los archivos de inicio, como los resultantes de cada práctica; de este modo, sabremos de dónde partimos y dónde hemos de llegar.

A quién va dirigido este manual

Esta manual va dirigido a toda persona que, ya sea por su condición profesional o académica, está relacionada con el mundo de la ingeniería civil, topografía, ordenación urbanística, transportes, etc. Si bien es cierto que este manual de prácticas se desarrolla “desde cero” incluso para aquellos que nunca han trabajado con AutoCAD Civil 3D, contar con conocimientos básicos de AutoCAD –como puede ser trazar una línea o activar/desactivar capas- puede agilizar en gran medida la realización de las prácticas aunque, como se verá, éstas se desarrollan paso-a-paso y cuentan con numerosas capturas de pantalla del proceso a seguir. Asimismo, se espera del usuario que conozca los conceptos básicos en cuanto al uso del entorno Windows. 3

Requisitos del sistema

AutoCAD® Civil 3D® 2016 viene únicamente en su versión para 64 bits, siendo la versión 2013 la última que presentaba una plataforma de 32 bits. Los requisitos necesarios para la ejecución del software son: Sistema operativo Microsoft® Windows® 7 Home Premium Microsoft Windows 7 Professional Microsoft Windows 7 Enterprise Microsoft Windows 7 Ultimate Microsoft Windows 8/8.1

Microsoft Windows 8/8.1 Pro Microsoft Windows 8/8.1 Enterprise Navegador Internet Explorer® 9.0 o posterior Procesador Procesador Intel® Pentium® 4 o AMD Athlon™ 64 como mínimo Memoria 4 GB de RAM (mínimo) 8 GB de RAM (recomendado) Resolución de visualización 1280 x 1024 (1600 x 1200 o superior recomendado) con color verdadero 4 Espacio en disco 10 GB para la instalación (archivo descargado) 6 GB para archivos de programa Dispositivo señalador Admite ratones de Microsoft Soporte (DVD)

Descarga e instalación desde DVD

NET Framework Microsoft® .NET Framework versión 4.5 Tarjeta gráfica Adaptador de pantalla para Windows de 1280 x 1024 con color verdadero y DirectX® 9*. Se recomienda tarjeta compatible con DirectX 11.

Requisitos adicionales para grandes conjuntos de datos, nubes de puntos y modelado 3D 8 GB o más de RAM 6 GB de espacio libre en el disco duro (sin incluir los requisitos de instalación)

Adaptador de pantalla de vídeo a color verdadero de 1600 x 1050 o superior, VRAM de 128 MB o superior, Pixel Shader 3.0 o superior, tarjeta gráfica de tipo de estación de trabajo compatible con Direct3D® Información

extraída

de

la

web

de

Autodesk:

http://docs.autodesk.com/CIV3D/2016/ESP/system_requirements/civil3d-sys-reqs.htm

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Obtención de una licencia educativa gratuita de AutoCAD Civil 3D

Autodesk apuesta fuerte por la difusión de su software ya desde entornos educativos. Para ello -entre otras estrategias- lleva un tiempo ofreciendo licencias gratuitas para estudiantes y docentes, completamente funcionales, con 3 años de duración, siempre y cuando su uso se destine a tareas educativas o actividades formativas. Este tipo de licencias no puede destinarse al uso profesional. Para descargar una licencia educativa de AutoCAD Civil 3D, el lector puede dirigirse al enlace a continuación: http://www.autodesk.com/education/free-software/autocad-civil-3d

6 Si no dispusiera de una cuenta educativa, la creación es sumamente sencilla, a través del proceso CREATE ACCOUNT. Una vez disponga de una cuenta, podrá descargarse el software elegido de entre los productos de Autodesk, y se le enviará un correo electrónico con los datos de registro del software descargado. A diferencia de las versiones profesionales, las versiones educativas incluyen una marca de agua en los planos, siendo éste un detalle que, por supuesto, no interfiere en las actividades de formación. Para demostrar que esto es así –y dado que en alguna edición de los cursos en los que he sido docente esto se ha puesto en duda- los archivos de prácticas suministrados con este manual han sido realizados expresamente con una de esas versiones educativas.

Conociendo la interfaz de AutoCAD Civil 3D 2016

En este apartado, realizaremos una descripción de los principales elementos que componen la interfaz del software, con objeto de simplificar al lector la tarea de encontrar los comandos necesarios, a través de los distintos elementos de la interfaz. Al iniciar AutoCAD Civil 3D nos encontramos con la siguiente pantalla:

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Figura 00.01 Configuración inicial de AutoCAD Civil 3D 2016

Veamos a continuación los distintos elementos que componen la interfaz, visibles en la Figura 00.01 Configuración inicial de AutoCAD Civil 3D 2016.

Cinta de opciones

Los comandos y los elementos de AutoCAD Civil 3D están disponibles en la cinta de opciones. La cinta de opciones de AutoCAD Civil 3D es la interfaz de usuario primaria para acceder a los comandos y elementos. Los comandos disponibles en la cinta de opciones se organizan en fichas. Cada ficha se organiza en una serie de grupos, etiquetados por tarea. Normalmente se activa la cinta de opciones por defecto y se puede mostrar o eliminar mediante los comandos Cinta de opciones. Además -y como veremos durante el desarrollo de las prácticas-, la cinta de opciones se adaptará si seleccionamos o no elementos específicos de Civil 3D, como pueden ser Alineaciones, Obras lineales, Superficies, etc. 8

Podemos observar la cinta de opciones en la parte superior de la ventana principal.

Figura 00.02 Cinta de opciones

En la parte superior de la cinta de opciones, vemos las distintas pestañas de las fichas Inicio, Insertar, Anotar, Modificar, etc.- accediendo a otras opciones -Menús y comandosbajo éstas a medida que seleccionamos dichas pestañas. A lo largo de las prácticas, se especificará cómo llegar a los comandos mediante sencillas líneas que indican las rutas para llegar al comando necesario. Por ejemplo, cuando lleguemos a la creación de alineaciones para viales, podremos ver indicaciones del tipo: Cinta de opciones>Inicio>Crear diseño>Alineaciones>Crear alineación a partir de objetos

con lo que podremos crear una alineación a partir de una polilínea existente en nuestro dibujo. Además, mediante capturas de pantalla se simplificará la adquisición de las habilidades por parte de los lectores.

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Espacio de Herramientas / Toolspace de Civil 3D

El conjunto Espacio de Herramientas / Toolspace es la parte donde interactuaremos más directamente con el modelo de Civil 3D, tanto en la creación de nuevos elementos como en la configuración de los mismos. La información de modelos, configuración de dibujo, topografía e informes se gestionan por separado en diferentes pestañas: Prospector, Configuración, Topografía y Caja de Herramientas respectivamente. A lo largo de las distintas prácticas detallaremos los procedimientos a utilizar en dichas pestañas. Por otro lado, la zona negra central que abarca más espacio es el área gráfica -común a todos los entornos de AutoCAD existentes- y en la parte inferior tenemos el área o línea de comandos, donde se reflejarán los comandos introducidos, ya sea en esa misma línea o a través de iconos o procedimientos a través de la Cinta de opciones. 10

Figura 00.03 Espacio de herramientas

Plantilla por defecto en este manual de prácticas

Como veremos, es fundamental establecer la plantilla por defecto suministrada en este manual para agilizar el trabajo con AutoCAD Civil 3D, pues en dicha plantilla se establecen muchos de los parámetros a utilizar. Al iniciar al AutoCAD Civil 3D 2016, tendremos una apariencia similar a la vista en la Figura 00.01 Configuración inicial de AutoCAD Civil 3D 2016. Activaremos el BDR –Botón Derecho del Ratón o Botón Secundario del Ratón- en el área gráfica y seleccionaremos Opciones, tras lo cual, dentro de Opciones>Archivos> Parámetros de plantilla>Nombre de archivo de plantilla por defecto de RNUEVO>hemos de encontrar la ruta C:\Users\ … \_AutoCAD_Civil_3D_2016_ESP_C07.dwt La plantilla que aparece en negrita es la que emplearemos como base en este manual y estará disponible para descarga en los servidores destinados al efecto -véase APENDICE B al final del libro-. Si por cualquier razón estuviera activada otra plantilla, seleccionaremos la indicada en el apartado de opciones antes citado.

Figura 00.04 Acceso a opciones en ventana gráfica

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Figura 00.05 Selección de plantilla por defecto

Una vez comprobada la plantilla por defecto -o establecida la necesaria- comenzamos con el primer capítulo y nuestro trabajo práctico.

1

Importación de un fichero de datos Lidar y

modelado de la superficie [1]

En este primer capítulo insertaremos dos hojas de datos Lidar . Crearemos una nube de puntos a partir de dichos datos y generaremos la superficie necesaria para interactuar con ella en capítulos sucesivos.

Inserción de los datos Lidar

Para insertar datos Lidar en AutoCAD Civil 3D tenemos que hacerlo a través de una nube de puntos. Realizaremos el siguiente procedimiento: 1- Abriremos el archivo 01 Inserción de datos Lidar_inicio.dwg suministrado con este documento o abriremos el AutoCAD Civil 3D 2016, habiendo cargado previamente la plantilla. 2- Iremos a ToolSpace/Espacio de Herramientas>Prospector>Nubes de puntos y [2]

pulsando sobre BDR , indicaremos Crear nube de puntos para crear nuestra nube de puntos a partir de los datos Lidar suministrados para esta práctica. 3- Dentro del cuadro de diálogo de Crear nube de puntos -Información, especificaremos un nombre si así lo deseamos en el campo destinado para ello y- estableciendo como Estilo de nube de puntos la Clasificación de puntos Lidar - pulsaremos sobre siguiente. 4- Ya en el apartado de Datos de origen, pincharemos sobre el icono del “signo +” para agregar archivos del formato especificado -formato .LAS en nuestro caso- y seleccionaremos los archivos suministrados, denominados: PNOA_2009_Lote_CAN-Ten_366-3142_ORT-CLA-COL.las PNOA_2009_Lote_CAN-Ten_368-3142_ORT-CLA-COL.las

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Figura 01.01 Creación de nube de puntos

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5- A continuación, pincharemos en el icono con 3 puntos, abajo a la derecha de donde dice Sistema de Coordenadas, y especificaremos el sistema UTM/WGS84 Datum, además de verificar que seleccionamos la zona 28 Norte, correspondiéndose dicho sistema de coordenadas a la zona que estamos tratando -ver a continuación capturas de los procedimientos descritos-.

Figura 01.02 Panel de creación de nube de puntos_información

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Figura 01.03 Panel de creación de nube de puntos_Datos de origen

Figura 01.04 Selección de sistema de coordenadas

6- Si pulsamos sobre Siguiente, se nos mostrará un resumen de las especificaciones 16

escogidas, con lo que, tras pulsar Finalizar comenzará el proceso de creación de la nube de puntos, y de la base de datos correspondiente. Se nos avisará de dicho proceso mediante un cuadro de diálogo, que podremos cerrar y esperar a que aparezca nuestra nube de puntos. La aparición de la nube de puntos tardará en función de nuestro equipo, pudiendo variar desde pocos segundos a casi un minuto -según distintos ordenadores en que he podido testear el proceso-. El resultado de la operación realizada puede verse en la captura de pantalla siguiente:

Figura 01.05 Nube de puntos_resultado

17 Es importante destacar que, ya que el lector va a descargar los archivos de prácticas y colocarlos en su propia estructura de directorios, es posible que las prácticas intermedias de este capítulo no funcionen como están descritas si las abrimos directamente sin realizarlas desde la primera. Esto es debido a que, en la primera práctica, se genera una base de datos en una ruta determinada. El incidente se resuelve realizando las prácticas del presente capítulo desde la primera en un directorio concreto y enlazando una con otra. También ha de tenerse especial cuidado con las prácticas que incluyan ortofotos georreferenciadas. Véase punto 1.4 sobre Pérdida de ortofotos, para re-establecer la ruta de ortofotos o refx perdidas.

Modelado de la superficie desde la nube de puntos

En este apartado crearemos una superficie en Civil 3D a partir de los datos ingresados. Pero, ¿Qué es una superficie en Civil 3D? Una superficie en Civil 3D es un objeto inteligente que, además de mostrar distintas posibilidades en cuanto a su representación, nos proporciona mucha información de forma directa, y nos posibilita poder interactuar con otros elementos de Civil 3D que veremos a lo largo de este documento. Sin embargo, antes de iniciar el proceso de creación de la superficie en sí, vamos a modificar algunos parámetros de la nube de puntos, como son la densidad de éstos. También emplearemos la clasificación de puntos Lidar para escoger únicamente los puntos del terreno, y obtener así el MDT

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que necesitamos, descartando puntos que

también recoge el Lidar, como pueden ser cubiertas de edificios o vegetación, entre otros. Para ello, abriremos el archivo 01_02 Creación de la superficie desde datos Lidar_inicio.dwg y seguiremos los siguientes pasos: 18

1- Seleccionaremos la nube de puntos en el área gráfica, dentro de AutoCAD Civil 3D. 2- Al seleccionar la nube de puntos, se actualizará la barra de herramientas, mostrándonos, entre otros, datos de densidad de puntos en porcentaje -en principio, marcará 1-. Nosotros cambiaremos el porcentaje a un 40%, situándonos encima del 1 y cambiándolo por un 40 (Puede ser necesario realizar un regenerado de AutoCAD -escribiendo REGEN+Intro en la línea de comandos - para que se actualice la densidad de puntos en el área gráfica).

Figura 01.06 Cambio de densidad en nube de puntos